Abstract and keywords
Abstract (English):
Obsuzhdayutsya rezul'taty mnogoletnih nablyudeniy za sistemoy megafestonov na odnom iz uchastkov poberezh'ya zaliva Terpeniya o. Sahalin. Harakternaya dlina form okolo 800 m, a amplituda - 25 m. Nesmotrya na znachitel'nye fluktuacii, osnovnye morfologicheskie cherty sistemy sohranyayutsya uzhe v techenie bolee 60 let. Predstavlena model', ob'yasnyayuschaya razvitie ritmicheskih form mehanizmom samoorganizacii rel'efa pod vozdeystviem voln. Pokazano, chto razvitie megafestonov tesno svyazano s formirovaniem cirkulyacionnyh yacheek, sposobstvuyuschih rostu nebol'shogo nachal'nogo vozmuscheniya kontura beregovoy linii.

Keywords:
the contour of the shore, megafactory, circulating cells, self-organization bottom
Text
Введение. На ряде участков побережья о. Сахалин обнаруживаются ритмические структуры береговой линии типа мегафестонов длиной порядка сотен метров и амплитудой порядка десятков метров. На побережье залива Терпения у пос. Взморье (рис. 1) устойчивая система мегафестонов фиксируется на протяжении более 60 лет [2]. Здесь распространены песчано-гравийные пляжи, подверженные воздействию, главным образом, ЮВ и В волнений c максимальной высотой значимых волн от 2.5 м (летом) до 4-5 м (в осенне-зимний период). Максимальный прилив около 1.5 м. Берега в основном отступают, отчасти за счет тектонического погружения прибрежной суши [1]. В настоящей работе представлены результаты наблюдений за динамикой мегафестонов, а также модель, объясняющая их развитие. Результаты наблюдений. Рис. 2 характеризует динамику пляжа и береговой линии в период 2006-2017 гг. Длина и амплитуда мегафестонов изменяются в пределах соответственно 500-1000 и 10-30 м. Первоначально было выявлено 6 контрастно выраженных аккумулятивных выступов берега (мысов). Как видно, в северной части участка относительно малые формы слились в более протяженные, а в южной половине мегафестоны стали более контрастными. Эти флуктуации, вероятно, связаны с колебаниями волновой обстановки в масштабах сезонов, лет и десятилетий. Увеличение объема пляжа после 2007 г. связано с прекращением добычи материала в береговой зоне. Моделирование процесса развития мегафестонов. Рассмотрим прибойную зону ветровых волн у первоначально прямолинейного берега (рис. 3). В ходе обрушения волн средний уровень воды повышается и достигает значения на береговой линии. Допустим, что на береговой линии возникло волнообразное возмущение малой амплитуды a с волновым числом : 0 ζ Это приведет к появлению градиентов уровня и формированию циркуляционных ячеек (рис. 3), в которых поперечные U и продольные V скорости течений будут распределяться в соответствии с соотношениями Рис. 2. Динамика пляжа и береговой линии в системе мегафестонов в период 2006-2017 гг. Цифры в кружках - контрастные мысы 2005 г. Рис. 3. Схема течений и потоков взвешенных наносов в условиях волнообразного контура берега. l B - ширина прибойной зоны, h B - глубина обрушения, x 0 - положение береговой линии, - высота волнового нагона, λ - длина возмущения береговой линии, U и V - поперечная и продольная скорости течений. Главный вопрос - при каких условиях возмущение контура берега может расти со временем? Для его выяснения воспользуемся законом сохранения массы [3]: де t - время, Qy - интегральный вдольбереговой расход наносов, q x - результирующий поперечный расход через единичное сечение, hB - глубина обрушения, zc - возвышение пляжа, соответствующее высоте нагона. Допустим, что наносы в прибойной зоне транспортируются во взвеси с усредненной концентрацией c. Тогда при средней глубине при- бойной зоны имеем и . Под- ставивполученныесоотношения в (3) с учетом (2), придем к уравнению диффузии, в котором - коэффициент диффузии: После подстановки (1) в (4) получим уравнение относительно амплитуды возмущения, , откуда где d (0) - начальное значение a в момент t=0. Из полученного выражения следует, что амплитуда возмущения будет возрастать со временем, если Это условие определяет оптимальную длину возмущения λ в зависимости от ширины прибойной зоны l B и скоростей течений в циркуляционных ячейках. С учетом наблюдаемых отношений скоростей / [4], можно прийти к выводу, что в квазиравновесной системе шаг мегафестонов должен быть близок к четырехкратной ширине прибойной зоны: λ ≈4 l B . Заключение. Система мегафестонов в заливе Терпения существует в условиях общего отступания берегов, обусловленного как природными процессами, так и антропогенным воздействием. Несмотря на значительные флуктуации, ее основные черты сохраняются на протяжении десятилетий. Появление системы мегафестонов тесно связано с формированием циркуляционных ячеек, которые способны поддерживать рост первоначального возмущения контура берега. Положительная обратная связь между рельефом и гидродинамикой (механизм самоорганизации рельефа) действует при определенном соотношении между длиной ритмических форм λ, размером прибойной зоны l B и скоростями прибрежных течений. В квазиравновесной системе λ ≈4l B . Мегафестоны в заливе Терпения должны поддерживаться, главным образом, умеренными волнениями с высотой значимых волн около 1.6 м. Работа выполнена в рамках государственного задания ФАНО России (тема № 0149-2018-0015) при частичной поддержке РФФИ (гранты № 16-05- 00364 и № 18-05-00741).
References

1. Afanas'ev V.V. Geomorfologicheskie aspekty problemy zaschity beregov ostrova Sahalin // Geomorfologiya. 2015. № 2. S. 28-37.

2. Afanas'ev V.V., Ignatov E.I., Saf'yanov G.A., Chistov S.V. Zaschita beregov v p. Vzmor'e, ostrov Sahalin, metodom kompensacii deficita nanosov // Trudy mezhdunar. konf. «Sozdanie i ispol'zovanie iskusstvennyh zemel'nyh uchastkov na beregah i akvatorii vodoemov», 20-25 iyulya 2009. Irkutsk: IZK SO RAN, 2009. S. 181-187.

3. Leont'ev I.O. Morfodinamicheskie processy v beregovoy zone morya. Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing. 2014. 251 c.

4. Brander R.W. Field observations on the morphodynamic evolution of a lowenergy rip current system // Marine Geol. 1999. V. 157. P. 199-217.